Kvantové počítače sľubujú zásadné zmeny vo viacerých odvetviach vďaka svojej schopnosti riešiť doteraz neriešiteľné výpočtové úlohy. Optimalizačné problémy a simulácie zložitých systémov sú dva kľúčové príklady. Kvantové algoritmy dokážu efektívnejšie hľadať optimálne riešenia v obrovských kombinatorických úlohách, čo má uplatnenie v logistike (optimalizácia trás a dodávateľských reťazcov), vo finančnom sektore (napr. pokročilá analýza rizík a optimalizácia investičných portfólií) alebo v priemyselnej výrobe (výrobné plány, efektívne využívanie zdrojov). Kvantové simulácie zase umožnia modelovať zložité molekulárne a fyzikálne procesy, čo urýchli vývoj nových liekov a materiálov - očakávajú sa prelomové objavy vo farmakológii (napr. návrh liekov na záchranu života) a materiálových vedách (napr. nové chemické látky do batérií, účinnejšie katalyzátory). Tieto inovácie by mohli priniesť výrazné zvýšenie efektívnosti a produktivity vo všetkých odvetviach - zníženie množstva odpadu, urýchlenie vývoja výrobkov, zvýšenie ziskovosti atď. Z globálneho hľadiska sa kvantová výpočtová technika považuje za faktor, ktorý môže exponenciálne urýchliť nástup štvrtej priemyselnej revolúcie spolu s umelou inteligenciou, robotikou alebo internetom vecí.

Chemický a farmaceutický priemysel: Kvantové simulácie molekúl pomôžu objavovať nové lieky a materiály rýchlejšie ako doteraz. Napríklad modelovanie interakcií medzi liekmi a proteínmi alebo navrhovanie účinných solárnych článkov môže kvantový počítač vykonať v primeranom čase, čo dnes superpočítačom trvá roky.

Financie: Rýchle kvantové optimalizačné algoritmy môžu zlepšiť investičné rozhodovanie, riadenie portfólia a modelovanie finančných rizík. Umožnia tiež komplexnejšie šifrovanie transakcií (pozri časť Bezpečnosť nižšie).

Doprava a logistika: Účinnejšie algoritmy pre tzv. NP-úplné problémy (ako obchodný cestujúci) zvýšia plynulosť dopravy, znížia náklady na pohonné hmoty a urýchlia dodávateľské reťazce.

Energia: Kvantové modelovanie pomôže navrhnúť lepšie batérie, optimalizovať energetické siete a riadiť distribúciu energie v reálnom čase podľa dopytu.

Podľa viacerých analýz bude ekonomický prínos kvantovej výpočtovej techniky veľmi vysoký. Napríklad v správe spoločnosti Boston Consulting Group sa odhaduje, že trh s kvantovým hardvérom a softvérom dosiahne do konca roku 2020, keď sa v 30. rokoch 20. storočia objavia výkonné kvantové počítače, 5 až 10 miliárd USD ročne. Iné prognózy hovoria až o 1 bilióne USD pridanej hodnoty pre svetové hospodárstvo v rokoch 2025 - 2035. Takýto rast sa bude využívať najmä v multimiliardových odvetviach, ako sú financie, obrana, vedy o živote, telekomunikácie a výroba. Najväčší prínos sa očakáva v oblasti financií (ročný príspevok ~20 miliárd USD do roku 2030) a obranného priemyslu (~10 miliárd USD ročne). Je však dôležité poznamenať, že tieto hospodárske prínosy nebudú rozdelené rovnomerne. Hlavné prínosy budú pravdepodobne pochádzať z krajín a regiónov, ktoré dnes masívne investujú do kvantového výskumu a infraštruktúry. Analýzy zdôrazňujú, že krajiny ako USA, Čína, krajiny EÚ (Nemecko, Francúzsko, Spojené kráľovstvo) a Japonsko sú na čele a môžu do roku 2035 získať podstatnú časť hodnoty vytvorenej kvantovou výpočtovou technikou. Naopak, krajiny bez strategických investícií môžu zaostávať (pozri časť Spoločnosť nižšie). Pre popredné krajiny a spoločnosti bude kvantová technológia znamenať posilnenie priemyselnej základne, vznik nových priemyselných odvetví a produktov a v neposlednom rade prínos pre národnú bezpečnosť (napríklad vývoj kvantovo odolných šifier alebo kvantových senzorov pre armádu).

2. TRH PRÁCE

Široká dostupnosť kvantových počítačov prinesie aj významné zmeny na trhu práce a v požiadavkách na kvalifikáciu pracovníkov. Očakáva sa vznik úplne nových špecializovaných pozícií a oblastí, ale aj potreba rekvalifikácie v mnohých existujúcich profesiách. Už teraz sa zvyšuje dopyt po expertoch na kvantovú informatiku, kvantových inžinieroch (vývojári kvantového hardvéru a softvéru) alebo výskumníkoch v oblasti kvantových algoritmov. V analýze spoločnosti McKinsey sa uvádza, že v súčasnosti pripadá na každé 3 pracovné miesta v oblasti kvantových technológií len 1 kvalifikovaný uchádzač, čo poukazuje na výrazný nedostatok talentov. Do roku 2025 by dokonca mohla zostať neobsadená až polovica kvantových pozícií, ak sa nebude intenzívne vzdelávať a prijímať nových odborníkov. V reakcii na to existujú iniciatívy na úrovni vlád a spoločností zamerané na budovanie kvantovo gramotnej pracovnej sily - vznikajú nové univerzitné programy zamerané na kvantové technológie a odborníci z príbuzných odborov (informatika, fyzika, matematika) sa školia, aby ovládali princípy kvantovej informatiky.

2.1 Vytváranie nových pracovných miest

Na rozdiel od niektorých iných technológií (napr. umelej inteligencie) kvantová výpočtová technika nepredpokladá masovú automatizáciu ľudskej práce, ale skôr vznik doplnkových odvetví a pracovných príležitostí. Odhady hovoria o desiatkach až stovkách tisíc nových pracovných miest v celosvetovom meradle. Podľa správy Quantum Insider môže kvantové hospodárstvo do roku 2030 vytvoriť približne 250 000 nových pracovných miest a do roku 2035 až 840 000 pracovných miest v rôznych odvetviach . Tieto pracovné miesta budú zahŕňať nielen kvantových vedcov a inžinierov, ale aj pozície v aplikovanom výskume (napr. chemici využívajúci kvantové simulácie), IT bezpečnosti (špecialisti na post-kvantové šifry), konzultanti pre kvantové technológie v priemysle, produktoví manažéri pre kvantové služby, pedagógovia a školitelia atď. Keďže kvantové počítače prenikajú do rôznych odvetví, očakáva sa, že znalosť kvantových princípov sa stane cenenou zručnosťou aj u odborníkov, ktorí priamo nevyvíjajú kvantový hardvér - podobne ako sa dnes od mnohých pracovníkov IT očakáva, že budú mať aspoň základné znalosti strojového učenia alebo dátovej analýzy.

2.2 Ohrozenie pracovných miest a potreba prispôsobiť sa

Hoci kvantová výpočtová technika ako taká skôr dopĺňa existujúce počítačové nástroje, jej nasadenie môže nepriamo viesť k zániku niektorých úloh alebo profesií. Ak napríklad kvantové algoritmy dokážu výrazne zefektívniť optimalizačné procesy, môže to znížiť potrebu manuálnej práce pri plánovaní dopravy alebo rozvrhovaní - tieto činnosti prevezmú softvérové nástroje s kvantovou podporou. Podobne v oblasti kybernetickej bezpečnosti môže automatizovaná kvantová analýza dát odhaliť anomálie a hrozby rýchlejšie ako ľudskí analytici, takže časť rutinnej analytickej práce zanikne. Na druhej strane však vzniknú nové pozície pre dohľad nad týmito kvantovými systémami a pre interpretáciu ich výstupov. Väčšina odborníkov sa zhoduje, že kvantová výpočtová technika nespôsobí náhlu rozsiahlu nezamestnanosť, ale bude si vyžadovať prispôsobenie pracovnej sily - neustále vzdelávanie, rekvalifikáciu rizikových pracovníkov na nové úlohy a integráciu kvantových nástrojov s cieľom zvýšiť produktivitu ľudí namiesto ich úplného nahradenia. Vlády a spoločnosti budú pravdepodobne musieť investovať do rekvalifikačných programov podobne ako v prípade iných prelomových technológií (umelá inteligencia, automatizácia), aby bol prechod do kvantovej éry plynulý a inkluzívny.

3. SPOLOČNOSŤ A DEMOGRAFICKÉ VPLYVY

Nástup kvantovej výpočtovej techniky vyvoláva širšie spoločenské zmeny a otázky, najmä pokiaľ ide o rovnosť prístupu k tejto prelomovej technológii a jej geopolitické dôsledky. Už dnes môžeme vidieť kontúry potenciálnej "kvantovej priepasti"- podobne ako digitálnej priepasti - medzi tými, ktorí majú k dispozícii kvantové kapacity, a tými, ktorí ich nemajú. K januáru 2021 malo len 17 krajín sveta vypracovanú národnú kvantovú stratégiu alebo významné investície do kvantového výskumu, zatiaľ čo viac ako 150 krajín nemá žiadnu stratégiu. Táto nerovnováha vyvoláva obavy, že štáty bez prístupu ku kvantovým technológiám budú v nasledujúcich desaťročiach zaostávať v hospodárskom aj technologickom rozvoji. Svetové ekonomické fórum varuje, že nerovnaký prístup ku kvantovým inováciám by mal negatívne geopolitické dôsledky, pričom krajiny s menej rozvinutými programami by riskovali, že ešte viac zaostanú a zvýšia svoju závislosť od technologických veľmocí. To isté platí aj v rámci krajín: ak len niekoľko veľkých korporácií získa prístup ku kvantovým počítačom, môžu ovládnuť celé odvetvia a vytlačiť konkurenciu, čo prehĺbi ekonomickú nerovnosť v spoločnosti. Ronald de Wolf (2017) varuje, že ak kvantové počítače zostanú spočiatku dostupné len úzkej skupine (napríklad vládam, technologickým gigantom alebo bohatým firmám), hrozí koncentrácia moci medzi USA a zvyškom sveta, ako aj medzi niekoľkými korporáciami a zvyškom spoločnosti. Ak by napríklad kvantový počítač mala len jedna farmaceutická spoločnosť a používala by ho na vývoj liekov, mohla by predbehnúť všetkých konkurentov a získať monopol na trhu s liekmi. Takýto vývoj by oslabil konkurenčné prostredie, sústredil zisk a vplyv v rukách jednotlivcov a zvýšil nerovnosť.

Z hľadiska celej spoločnosti sú však kvantové technológie tiež veľmi perspektívne: môžu napríklad pomôcť vyriešiť globálne problémy ľudstva - od klimatických modelov cez vývoj nových zdrojov energie až po zlepšenie zdravotnej starostlivosti. Kvantové počítače by mohli prispieť k efektívnejšiemu návrhu liečby chorôb(napr. personalizované lekárske simulácie), optimalizácii mestských systémov (doprava, inteligentné siete) alebo dokonca k zlepšeniu modelovania hospodárskych a demografických trendov na účely lepšieho politického rozhodovania. Aby sa však tieto výhody neobmedzovali len na rozvinuté krajiny a elity, odborníci zdôrazňujú potrebu inkluzívneho a zodpovedného rozvoja. WEF vo svojom "Pláne kvantového hospodárstva" (2023) vyzýva na sprístupnenie kvantových technológií všetkým národom a spoločnostiam a na budovanie kvantovo gramotného obyvateľstva , aby sa predišlo novým rozdielom. Odporúča sa najmä investovať do vzdelávania (od základných škôl až po univerzity) v oblasti kvantovej vedy, podporovať otvorenú vedu a medzinárodnú spoluprácu, aby aj menšie krajiny mali šancu zapojiť sa do kvantovej éry.

Z historického hľadiska existuje precedens, že pôvodne exkluzívne technológie sa časom demokratizujú. De Wolf poukazuje na analógiu s mainframe počítačmi v 50. rokoch 20. storočia - vtedy si ich mohlo dovoliť len niekoľko spoločností, ale príchod osobných počítačov a neskôr smartfónov sprístupnil výpočtový výkon masám vďaka exponenciálnemu zlepšovaniu technológií (Moorov zákon). Podobne aj v prípade kvantovej výpočtovej techniky sa očakáva, že po počiatočnej fáze drahých prototypov bude nasledovať fáza širokej dostupnosti prostredníctvom cloudových služieb: bežní používatelia a malé podniky nebudú musieť vlastniť kvantový počítač, ale budú si môcť na diaľku prenajať čas na výkonných kvantových strojoch. Takýto model(kvantová výpočtová technika ako služba) by mohol zmierniť riziko monopolizácie prístupu, podobne ako dnes cloud computing demokratizuje prístup k superpočítačom. Príkladom je iniciatíva IBM Quantum Experience, ktorá od roku 2016 umožňuje verejnosti voľne experimentovať na malom 5-qubitovom kvantovom procesore cez internet. V budúcnosti sa očakáva rozmach komerčných kvantových cloudov s oveľa vyšším výkonom a úlohou regulačných orgánov a vlád bude zabezpečiť, aby k nim bol spravodlivý prístup a aby sa nezneužívalo dominantné postavenie ich prevádzkovateľov.

Z demografického hľadiska možno očakávať, že kvantová revolúcia bude mať podobné charakteristiky ako predchádzajúce technologické revolúcie - mladšie generácie majú tendenciu rýchlejšie si osvojiť nové technológie (tzv.) Digital Natives, teda digitálni domorodci, budú aj kvantoví domorodci), zatiaľ čo staršie generácie sa im budú prispôsobovať pomalšie. To kladie nároky na vzdelávacie systémy, aby priebežne začleňovali základy kvantovej informatiky do učebných osnov (čo sa už deje na úrovni univerzít a postupne aj na úrovni stredných škôl v niektorých krajinách). Cieľom je, aby budúca pracovná sila bola pripravená a aby sa zmenšila priepasť medzi vedomosťami výskumníkov a verejnosti v tejto náročnej oblasti. Ak sa kvantové technológie budú vnímať ako "tajomné" a len pre zasvätených, môže to znížiť podporu verejnosti a zvýšiť obavy. Naopak, ak sa kvantové technológie podarí spopularizovať a vysvetliť zrozumiteľným spôsobom, širšia spoločnosť sa bude môcť zapojiť do diskusie o ich smerovaní a využití.

4. ETICKÉ ASPEKTY

Príchod kvantových počítačov vyvoláva aj niekoľko etických a filozofických otázok. Mnohé z nich súvisia s už spomínanými témami nerovnosti a súkromia, ale objavujú sa aj nové dilemy špecifické pre kvantovú éru.

4.1 Ochrana súkromia a dohľad

Kvantové počítače schopné prelomiť konvenčné šifrovanie (pozri časť Bezpečnosť) môžu výrazne oslabiť koncept digitálneho súkromia. Informácie, ktoré sú dnes bezpečne zašifrované (bankové a zdravotné záznamy, e-maily, citlivá komunikácia), by mohli byť v budúcnosti dešifrované a odhalené. "Veľa informácií, ktoré sú dnes z dobrého dôvodu utajované, by mohlo skončiť na ulici. Súkromie by sa výrazne oslabilo," píše de Wolf. To pred spoločnosť stavia zložité etické otázky: Ak štáty alebo korporácie dostanú možnosť ľahko dešifrovať takmer akúkoľvek komunikáciu, kde bude hranica medzi legitímnym sledovaním z bezpečnostných dôvodov a zachovaním súkromia jednotlivca? Už teraz prebieha citlivá diskusia o rovnováhe medzi národnou bezpečnosťou a právom na súkromie - kvantové technológie môžu túto rovnováhu ešte viac vychýliť. Navyše nie všetci aktéri môžu mať prístup ku kvantovému dešifrovaniu naraz; existuje riziko zneužitia zo strany tých, ktorí ho získajú ako prví (napr. vlády na masové sledovanie občanov, autoritárske režimy na potlačenie opozície alebo zločinecké skupiny na krádež údajov). To všetko si vyžaduje silné etické zásady a prípadne nové zákony: medzinárodné dohody o nepoužívaní kvantovej výpočtovej techniky na nelegitímnu špionáž, záväzky vlád k transparentnosti, ak by mali takúto schopnosť, a pod.

4.2 Bezpečnosť a vojenské využitie

Ako pri každej prelomovej technológii, aj pri kvantových technológiách vzniká dilema týkajúca sa ich potenciálnej militarizácie. Kvantové počítače môžu pomôcť dobrým veciam (napr. pri hľadaní lieku na rakovinu), ale v nesprávnych rukách môžu pomôcť aj zlým veciam - napríklad pri navrhovaní nových zbraní alebo nástrojov na kybernetické útoky. Už dnes veľmoci súperia o získanie kvantového náskoku, a to aj na obranné účely. Etickou výzvou je zabrániť pretekom v kvantovom zbrojení a zabezpečiť, aby kvantové objavy slúžili predovšetkým mierovým cieľom. Niektorí filozofi varujú pred rizikom, že kvantová výpočtová sila by mohla uľahčiť aj terorizmus alebo masové sledovanie, ak sa nebude regulovať. Preto je vhodné úsilie o medzinárodnú správu kvantových technológií - tak ako existujú dohody o nešírení jadrových zbraní, mala by sa vytvoriť spolupráca v oblasti zodpovedného využívania kvantových technológií. Svetové ekonomické fórum (2022) iniciovalo diskusie o kvantovej etike a riadení, pričom zdôraznilo potrebu globálnych noriem a dohľadu, aby kvantová revolúcia prebiehala bezpečne a inkluzívne.

4.3 Rovnosť a spravodlivosť

Už v časti Spoločnosť sme načrtli etický problém potenciálneho prehlbovania nerovností. Z etického hľadiska je nevyhnutné položiť si otázku, kto bude mať prospech z kvantových vymožeností. Ak by mali výhody (napr. nové lieky, lepšie batérie) zostať len v bohatých krajinách alebo v rukách monopolu, môže to byť vnímané ako sociálne nespravodlivé. Etika technológie nám preto prikazuje hľadať spôsoby, ako maximalizovať prínos pre celú spoločnosť a minimalizovať negatíva. De Wolf poznamenáva, že tieto otázky nie sú úplne nové - podobné etické dilemy sprevádzali aj nástup klasických počítačov alebo umelej inteligencie -, ale v prípade kvantových počítačov ich môže ešte zhoršiť extrémny rozdiel v možnostiach medzi tými, ktorí majú kvantové počítače, a tými, ktorí ich nemajú. Zodpovedný výskum a inovácie (Responsible Research and Innovation - RRI ) je prístup, ktorý odporúčajú sociológovia a etici: zahŕňa zapojenie všetkých zainteresovaných strán (výskumníkov, priemyslu, vlád, ale aj verejnosti) do včasnej diskusie o vývoji technológií, aby výsledné inovácie odrážali spoločenské hodnoty a ciele. V prípade kvantových technológií to znamená už teraz otvoriť verejnú diskusiu o tom, aké aplikácie chceme podporovať, ako riešiť riziká (napr. dohľad nad používaním kvantových počítačov v súlade s ľudskými právami) atď. Vedecká komunita by mala zachovať otvorený prístup k poznatkom - t. j. zverejňovať výsledky výskumu namiesto ich utajovania v rámci spoločností -, aby know-how nebolo uzavreté a mohlo ho využívať širšie spektrum ľudí. Vynárajú sa aj otázky duševného vlastníctva: patentovanie kvantových algoritmov alebo techník by mohlo spomaliť pokrok alebo zvýhodniť niekoľko hráčov; niektorí odborníci preto navrhujú modely zdieľania týchto objavov (napr. knižnice kvantového softvéru s otvoreným zdrojovým kódom) v prospech celej spoločnosti.

4.4 Filozofické dôsledky

Zaujímavým, aj keď abstraktnejším aspektom je, ako kvantové počítače ovplyvnia naše chápanie pojmov poznanie, realita a informácia. Kvantová mechanika je známa svojimi kontraintuitívnymi javmi (superpozícia, neurčitosť, spájanie vzdialeností) a samotná existencia kvantových počítačov, ktoré tieto javy využívajú, vyvoláva diskusie v oblasti metafyziky a epistemológie. Napríklad fyzik David Deutsch tvrdí, že fungujúci kvantový počítač by bol dôkazom interpretácie kvantovej teórie o mnohých svetoch (ktorá hovorí, že paralelné vetvy reality sú fyzikálne reálne). Iní hovoria o "kvantovej informatike" ako o novej paradigme - mohli by sme rozšíriť našu definíciu informácie a výpočtu, keďže kvantové bity nechápeme presne tak ako klasické bity. Z etického hľadiska to zatiaľ nemá priame dôsledky, ale pripomína to, že kvantová revolúcia ovplyvní nielen praktický svet, ale aj naše filozofické videnie sveta.

Celkovo možno povedať, že etickou výzvou kvantových technológií je maximalizovať pozitívne prínosy pre ľudstvo a zároveň minimalizovať riziká. To si bude vyžadovať medzinárodnú spoluprácu, múdre regulačné zásahy a neustálu reflexiu hodnôt, ktoré do tejto novej technológie vkladáme.

5. INFORMAČNÁ BEZPEČNOSŤ

Jednou z prvých oblastí, kde kvantové počítače vyvolali vážne obavy a zvýšili aktivitu, je informačná a kybernetická bezpečnosť. Dôvodom je dobre známa skutočnosť, že výkonný univerzálny kvantový počítač dokáže efektívne faktorizovať veľké čísla pomocou Shorovho algoritmu, čím prelomí základné kryptografické systémy používané na internete (RSA, Diffie-Hellman, eliptické krivky). Moderné šifrovanie s verejným kľúčom je založené na matematických úlohách, ktoré klasické počítače nedokážu zvládnuť v rozumnom čase (napr. rozklad 2048-bitového čísla na prvočísla by klasickým superpočítačom trval dlhšie ako vek vesmíru) - kvantové počítače však tento predpoklad podkopávajú. Odborníci sa zhodujú v tom, že kvantové počítače schopné spustiť kryptograficky relevantný algoritmus Shor (tzv. CRQC - Cryptographically Relevant Quantum Computer) by mohli byť vytvorené v priebehu roku 2030. Americké ministerstvo pre vnútornú bezpečnosť odhaduje, že robustný kvantový počítač by mohol prelomiť dnešné verejné šifry už okolo roku 2030. Hoci niektoré konzervatívnejšie odhady (napr. správa MITRE) posúvajú tento horizont až na roky 2055 - 2060, ide skôr o rozdiel v miere opatrnosti - takmer všetci odborníci sa zhodujú, že v druhej polovici 21. storočia bude dnešná asymetrická kryptografia neúčinná. Okrem toho hrozba je relevantná už dnes v podobe útokov typu "Harvest Now, Decrypt Later " - útočníci už dnes môžu zachytiť zašifrovanú komunikáciu (napr. citlivé vládne údaje) a uložiť ju, aby ju dešifrovali neskôr, keď budú mať k dispozícii kvantový stroj. NSA varuje, že ak sa škodlivým aktérom podarí tajne vyvinúť kvantový dešifrovací nástroj pred prechodom na nové štandardy, dopad by mohol byť pre národnú bezpečnosť zničujúci - útočník by získal prístup k obrovskému množstvu citlivých informácií. Od osobných údajov cez finančné údaje až po vojenské tajomstvá.

5.1 Postkvantová kryptografia

Bezpečnostná komunita na túto hrozbu reaguje intenzívnym vývojom a zavádzaním kryptografických algoritmov odolných voči kvantovaniu, ktoré sa často označujú ako post-kvantová kryptografia (PQC). Tieto šifrovacie metódy sú založené na problémoch (napr. mriežkové problémy, kódovanie, viacrozmerné polynómy), ktoré kvantové ani klasické počítače nedokážu efektívne vyriešiť. V roku 2016 NIST (Národný inštitút pre štandardy a technológie USA) vyhlásil medzinárodnú súťaž na takéto algoritmy a v roku 2022 vybral prvé štandardy PQC - napríklad algoritmy CRYSTALS-Kyber (šifrovanie) a CRYSTALS-Dilithium (digitálne podpisy). Mnohé vlády už vydali usmernenia pre prechod na kvantovo odolné šifry. V USA podpísal prezident Biden v máji 2022 Memorandum o národnej bezpečnosti č. 10, ktoré ukladá federálnym agentúram plán prechodu ich systémov na postkvantové šifrovanie a stanovuje cieľ zmierniť kvantové riziko do roku 2035. Európska únia a ďalšie krajiny postupujú podobným spôsobom. Problémom je, že aktualizácia kryptografickej infraštruktúry je zdĺhavý a zložitý proces - vyžaduje si úpravu nespočetných softvérových aplikácií, protokolov a zariadení, čo môže trvať viac ako desať rokov. Odborníci preto apelujú na okamžitú akciu: organizácie by mali už teraz začať inventarizovať svoje kryptografické využitie a zaviesť tzv. Crypto Agility (flexibilita na rýchly prechod na nové algoritmy, keď budú k dispozícii).

5.2 Kvantová kryptografia

Okrem postkvantovej "klasickej" kryptografie existuje aj prístup, ktorý na zvýšenie bezpečnosti využíva samotné kvantové princípy - tzv. kvantová komunikácia a kvantové distribúcie kľúčov (QKD ). Ide o techniky, pri ktorých je bezpečnosť založená nielen na matematickej náročnosti, ale aj na fyzikálnych zákonoch: informácia je zakódovaná do kvantových stavov (napr. polarizácia fotónov) a podľa princípu neurčitosti akýkoľvek pokus o odpočúvanie túto informáciu zmení alebo zničí, takže odhalí prítomnosť útočníka. Pilotné kvantové siete už existujú, napríklad čínska kvantová linka Peking-Šanghaj alebo experimentálne satelitné spojenia QKD. Kvantové komunikačné siete sľubujú takmer absolútne bezpečné spojenie - tzv. Nehacknuteľné siete. Ich nevýhodou je zatiaľ ich dosah (potrebujú priame optické spojenia alebo satelity) a skutočnosť, že sa zaoberajú len distribúciou kľúčov, nie hromadným šifrovaním údajov. V kombinácii s postkvantovými algoritmami však môžu tvoriť základ novej éry bezpečnosti. Mnohé vlády (Čína, EÚ, USA) investujú do budovania kvantového internetu, ktorý integruje kvantové komunikačné uzly pre kritické aplikácie (vládna komunikácia, bankovníctvo, prenos zdravotných údajov atď.)

5.3 Ďalšie bezpečnostné aplikácie

Kvantové počítače nie sú len hrozbou, ale aj nástrojom pre obrancov. Môžu pomôcť zlepšiť bezpečnosť systémov, napríklad rýchlou analýzou zložitých šifrovacích schém a hľadaním ich slabých miest (čím pomáhajú navrhovať odolnejšie algoritmy). Môžu tiež zlepšiť autentifikačné mechanizmy (napr. generovať zložité jednorazové heslá alebo vzory, ktoré sa nedajú prelomiť klasickým počítačom). Kvantové generátory náhodných čísel (ktoré využívajú kvantovú neurčitosť) môžu poskytovať skutočne náhodné čísla, čo posilní kryptografiu (väčšina bezpečnostných protokolov potrebuje kvalitnú náhodu). V oblasti kybernetickej obrany by kvantové počítače mohli pomôcť odhaliť anomálie v sieti - vďaka schopnosti rýchlejšie prehľadávať viacrozmerné dátové priestory môžu odhaliť neobvyklé vzorce správania v sieťovej prevádzke alebo škodlivý kód ukrytý v obrovskom množstve dát.

Zhrnutie: V oblasti informačnej bezpečnosti sú kvantové počítače dvojsečnou zbraňou. Na jednej strane podkopávajú súčasné základy šifrovania a nútia svet urýchlene inovovať kryptografiu. Na druhej strane ponúkajú nové spôsoby, ako ešte viac zvýšiť bezpečnosť (kvantová kryptografia). Kľúčové bude načasovanie - či sa ochranné opatrenia (postkvantové šifry, siete QKD) stihnú rozšíriť skôr, než nastane okamih, keď útočníci skutočne získajú výhodu kvantovej výpočtovej techniky.

6. FUTURISTICKÉ PREDPOVEDE A VÝHĽAD

Výhľad do budúcnosti kvantových počítačov je kombináciou veľkých očakávaní a neistôt. Nasledujúce desaťročia prinesú postupný prechod od súčasných experimentálnych a NISQ (Noisy Intermediate-Scale Quantum) zariadení k plne škálovateľným, odolným kvantovým počítačom s korekciou chýb. Odborníci sa zhodujú, že v roku 2030 už budeme svedkami toho, že kvantové počítače budú rutinne riešiť niektoré špecifické úlohy lepšie ako klasické počítače - ide o tzv. kvantovú výhodu. Dokonca sa očakáva, že prvé demonštrácie praktickej kvantovej výhody sa objavia do 5 rokov (okolo roku 2030) v oblastiach, ako je strojové učenie alebo optimalizácia. Prieskum spoločností KPMG ukázal, že 78 % amerických a 60 % kanadských spoločností verí, že kvantové počítače budú bežne nasadené do roku 2030. Tento optimizmus zdieľajú najmä technologickí lídri, ktorí investujú do kvantového vývoja - napríklad IBM, Google, Microsoft každoročne oznamujú neustály pokrok v zvyšovaní počtu qubitov a kvality (kvantového objemu) svojich zariadení.

Na druhej strane, presné načasovanie významných prelomových objavov (ako je napríklad kvantový počítač plne odolný voči poruchám s tisíckami logických qubitov) zostáva nejasné. Ako sa uvádza v časti o bezpečnosti, odhady prelomu v dešifrovaní sa líšia o desaťročia. V správe RAND (2023) sa uvádza, že existuje všeobecný konsenzus, že komerčné využitie kvantových počítačov nastane skôr ako ich použitie na dešifrovanie utajovaných informácií. Inými slovami, pravdepodobne budeme svedkami skôr praktických aplikácií v priemysle než plnohodnotnej hrozby pre kryptografiu. Napríklad analýza Parkera a i. (2023) odhaduje, že simulácia určitého chemického katalyzátora na priame zachytávanie CO₂ by si vyžadovala len ~20 % počtu qubitov potrebných na prelomenie RSA-2048. Z toho vyplýva, že užitočné kvantové výpočty (napr. pre klimatické technológie) môžu byť k dispozícii s menšími strojmi, ako by bolo potrebné na narušenie globálnej bezpečnosti šifier.

6.1 Krátkodobý výhľad (do roku 2030)

Očakáva sa, že v nasledujúcich 5-7 rokoch budú kvantové počítače predovšetkým cloudovou službou, ktorú budú ponúkať veľkí hráči (IBM Quantum, Amazon Braket, Google Quantum AI atď.). Počet fyzických qubitov v zariadeniach porastie do tisícov, ale väčšina z nich bude stále chybovými qubitmi bez úplnej korekcie (t. j. stroje NISQ). Tieto stroje sa budú používať na experimentovanie a vývoj kvantových algoritmov v reálnych podmienkach. Prvé prelomové aplikácie by sa mohli objaviť v tomto období: kvantové počítače môžu napríklad pomôcť objaviť nové vysokoteplotné supravodiče, navrhnúť optimalizované modely umelej inteligencie (kvantové strojové učenie) alebo zlepšiť presnosť predpovedí počasia a klímy. Kvantové senzory sa tiež začnú spájať s AI - kombinácia vysoko citlivých meraní a strojového učenia otvorí dvere napríklad prelomovej lekárskej diagnostike pomocou zobrazovacích metód, presnejšiemu prieskumu prírodných zdrojov alebo navigácii bez GPS pomocou inerciálnych kvantových senzorov. Do konca desaťročia by kvantové počítače mohli dosiahnuť kvantovú výhodu v úzko špecializovaných úlohách (napr. simulácia špecifickej molekuly alebo riešenie špecifického optimalizačného problému rýchlejšie ako najlepší klasický algoritmus).

6.2 Strednodobý výhľad (2030-2040)

V tomto období sa pravdepodobne dočkáme prvých kvantových počítačov s korekciou chýb. To znamená, že budú schopné vykonávať dlhodobé výpočty bez vplyvu dekoherencie a šumu vďaka implementácii kvantových korekčných kódov (ktoré si vyžadujú obrovský počet fyzických qubitov na jeden logický qubit). Ak sa podarí prekonať technologické výzvy, okolo polovice storočia by mohli existovať kvantové stroje s miliónmi fyzických qubitov, čo by zodpovedalo stovkám alebo tisícom logických qubitov. S takouto kapacitou by kvantové počítače v mnohých oblastiach jednoznačne prekonali klasické počítače. Bolo by možné spúšťať zložité kvantové algoritmy, ako napríklad Shorov algoritmus pre veľmi veľké čísla - čo by definitívne zrútilo klasické kryptografické schémy (preto je potrebné do tej doby prejsť na PQC, pozri vyššie). Kvantové počítače by tiež dokázali simulovať celé biologické systémy na molekulárnej úrovni, čo by znamenalo revolúciu v biotechnológii a medicíne (napríklad presné simulácie ľudských buniek umožnia navrhovať liečbu "na počítači" bez zdĺhavých klinických skúšok). V chémii a materiálových vedách by sa mohli objaviť nové zlúčeniny s požadovanými vlastnosťami (napr. mimoriadne pevné a ľahké materiály, mimoriadne účinné batérie, ekologické plasty) navrhnuté pomocou kvantových počítačov. V oblasti financií a ekonomiky by kvantové algoritmy mohli optimalizovať globálne investičné stratégie alebo riadiť ekonomické modely s obrovským počtom premenných v reálnom čase. Môže vzniknúť kvantová umelá inteligencia - modely umelej inteligencie využívajúce kvantové obvody, ktoré potenciálne prekonajú schopnosti tých dnešných (napr. v rýchlosti tréningu alebo v možnostiach práce s obrovskými dátami). Niektorí futurológovia dokonca uvažujú o synergii medzi kvantovou výpočtovou technikou a umelou všeobecnou inteligenciou (AGI) , ktorá by mohla výrazne urýchliť nástup AGI - hoci ide o špekulatívnu oblasť a zároveň potenciálne rizikovú (tzv . ultimate black box problem - kvantová AI by mohla byť ešte menej vysvetliteľná ako dnešné neurónové siete).

6.3 Dlhodobý výhľad (2040 a neskôr)

Ak budú trendy pokračovať, kvantové počítače by mohli byť do konca storočia rovnako rozšírené ako dnes klasické superpočítače alebo cloudové servery. Nebudú síce na každom stole (pravdepodobne zostanú veľké a náročné na infraštruktúru), ale ich služby budú nepriamo spájať takmer všetky aspekty života. Predstavte si kvantovú cloudovú infraštruktúru , ktorá poháňa inteligentné mestá: kvantový optimalizátor riadi dopravu, kvantový správca siete distribuuje energiu, nemocnice používajú kvantových diagnostických asistentov s umelou inteligenciou a farmaceutické spoločnosti pravidelne objavujú lieky pomocou kvantových simulácií. Kvantové výpočty v kombinácii s klasickými (hybridné systémy) budú pravdepodobne štandardom - tam, kde kvantové stroje vynikajú, budú nasadené, inde prevezme úlohu klasický počítač. Môžeme očakávať aj nové paradigmy, ako je kvantový internet, ktorý navzájom prepojí kvantové počítače (čo umožní dokonca distribuované kvantové výpočty), a kvantové senzory tvoriace internet kvantových vecí.

Samozrejme, tieto futuristické vízie predpokladajú, že všetky súčasné vedecké a technické prekážky (dekoherencia, škálovanie qubitov, chladenie, spoľahlivé kvantové operácie) budú prekonané. Je možné, že narazíme aj na limity - napríklad technologické (zložitosť vybudovania systému s miliónmi qubitov), ekonomické (náklady na prevádzku kvantových dátových centier) alebo dokonca fyzikálne (niektorí skeptici sa pýtajú, či objavíme zásadné prekážky pre rozsiahle kvantové výpočty). Zatiaľ sa však nenašiel žiadny teoretický dôvod, prečo by kvantové počítače nemali fungovať vo veľkom meradle - ide skôr o inžiniersku výzvu.

Z hľadiska celej spoločnosti je dôležité, aby sa príprava na kvantovú budúcnosť začala už teraz. To zahŕňa: zaviesť postkvantové šifrovanie skôr, ako bude neskoro; investovať do vzdelávania a odbornej prípravy kvantových odborníkov, aby dopyt neprevyšoval ponuku; vytvoriť regulačné rámce a etické usmernenia, aby sa kvantové technológie rozvíjali zodpovedne; podporovať medzinárodný dialóg a spoluprácu s cieľom minimalizovať riziko konfliktu alebo monopolizácie. História vývoja technológií nás učí, že tí, ktorí sa včas prispôsobia, získavajú výhodu - v prípade kvantových počítačov to platí dvojnásobne, pretože dôsledky ich neskorého prijatia môžu znamenať nielen ekonomické zaostávanie, ale aj bezpečnostné riziká. Futurológovia však zároveň zdôrazňujú, že kvantové počítače by sme nemali vnímať ako zázračné zariadenia na všetko - hoci prinesú revolučné zmeny, budú jedným z článkov komplexného technologického ekosystému spolu s umelou inteligenciou, biotechnológiami, robotikou a ďalšími vynálezmi. Preto musíme hodnotiť ich vplyv na spoločnosť v širšom kontexte a s chladnou hlavou, bez zbytočného humbuku, ale aj bez podceňovania.

ZÁVER

Na záver možno uviesť zhrnutie od de Wolfa (2017), ktoré výstižne opisuje kľúčové vplyvy kvantových počítačov: "Kvantové počítače majú potenciál prelomiť veľkú časť súčasnej kryptografie, čím ohrozujú naše digitálne hospodárstvo (ale poskytujú aj alternatívne riešenia kvantovej kryptografie). Dokážu tiež optimalizovať všetky druhy procesov lepšie ako doteraz, čo povedie k zvýšeniu efektívnosti. A napokon umožnia oveľa rýchlejšiu simuláciu kvantových systémov, čo má potenciál lepšie navrhovať lieky, materiály atď. ... Z etického hľadiska znižujú súkromie a sťažujú skrývanie informácií (v dobrom i zlom). Ak sa prístup ku kvantovým počítačom obmedzí na niekoľko vlád, môže to narušiť rovnováhu moci medzi štátmi; A ak sa obmedzí na niekoľko veľkých firiem, môže to viesť k monopolu a zvýšiť nerovnosť v spoločnosti." Tieto slová opisujú, že vplyv bežne dostupných kvantových počítačov bude mnohostranný - od technických prínosov až po spoločenské výzvy. Ľudská spoločnosť je na prahu ďalšej významnej éry transformácie a pripravenosť, informovanosť a zodpovednosť budú kľúčom k tomu, aby kvantová revolúcia priniesla viac výhod ako problémov.

Odkazy

[1.] de Wolf, R. (2017). Potenciálny vplyv kvantových počítačov na spoločnosť. Ethics and Information Technology, 19(4), 271-276. DOI: 10.1007/s10676-017-9429-1

[2.] Parker, E. (2023). Keď kvantový počítač dokáže prelomiť naše šifrovanie, nebude to tajomstvo. Komentár RAND Corporation (pôvodne uverejnený na Lawfare). Dostupné online

[3.] Masterson, V. (2024). Môžeme vybudovať bezpečné a inkluzívne "kvantové hospodárstvo"? Svetové ekonomické fórum - Centrum pre štvrtú priemyselnú revolúciu. Dostupné online

[4.] Hidary, J. & Sarkar, A. (2023). Svet smeruje ku "kvantovému rozdeleniu": tu je dôvod, prečo je to dôležité. Svetové ekonomické fórum - výročné zasadnutie 2023. Dostupné online

[5.] The Quantum Insider (2024). The Quantum Insider predpokladá ekonomický dopad kvantovej výpočtovej techniky do roku 2035 vo výške 1 bilióna dolárov. Zhrnutie správy o trhu TQI, 13. 9. 2024.

[6.] Mohr, N., Peltz, K., Zemmel, R., Zesko, M. (2022). Päť ponaučení z umelej inteligencie o odstraňovaní nedostatku talentov v kvantovej oblasti - skôr, ako bude neskoro. McKinsey Digital (1. decembra 2022). Dostupné online

[7.] Černiauskas, J. (2025). Kvantové počítanie v cloude: Biliónová príležitosť s nebezpečnými skrytými rizikami. VentureBeat (21. júna 2025). Dostupné na internete [8.] Vermaas, P. E. (2017). Spoločenský vplyv vznikajúcich kvantových technológií: obnovená naliehavosť urobiť kvantovú teóriu zrozumiteľnou. Etika a informačné technológie, 19(4), 241-246.